AM-FM радиоприемник с интегрални схеми µPC1018C/AN7218
/kn34pc.com/конструкции/...

Преди доста години се снабдих с една интересна интегрална схема на NEC Electronics, която определям като междинна стъпка при конструирането и преминаването към честотния дискриминатор познат на всички в по-късните разработки на интегрални схеми за честотна модулация, от които най-популярни в Hi-Fi техниката бяха всички ИС базирани на СА3089 и десетки други за преносими приемници.

Тази интегрална схема, както и например LA1201 на Sanyo съсредоточават в себе си основното усилване на МЧУ, а на изхода им нискочестотния сигнал се детектира от известния на всички фазово-честотен дробен детектор. Естествено, първата задача беше да обмисля принципната схема, вземайки (уж) всички мерки против случайни обратни връзки. На следващата фигура може да видите тази схема:

Интегралната схема µPC1018C има своя пълен (уж) аналог AN7218 поради което реших да тествам и двете с горепосочената схема, а в процеса на експеримента да използвам и два различни начина на свързване на двата трансформатора на дробния детектор. В единия случай (вижте горе) отвеждането на част от енергията и смесването й във втория трансформатор се извършва с две намотки – по една във всеки от трансформаторите. Този начин на свързване е много популярен в западните радиоприемници, но се реализира трудно в любителски условия. В другия случай отвеждането на сигнала е стандартно и също се среща в много от българските концертни и преносими радиоприемници, а то е с отвеждане на енергия от първия трансформатор към средната точка на втория. Тоест това е класическия дробен детектор при който фазите се завъртят срещуположно, след което се детектират.

След тези предварителни уточнения и регламентиране на изискванията, седнах на компютъра и начертах графично двете печатни платки, като в едната използвах трансформатори от западен радиоприемник, а за втората от руския преносим радиоприемник "Сокол-308". Схемно платките бяха почти идентични и би следвало щом заработи едната, без проблеми да заработи и другата.

Скоро след като завърших графичните оригинали получих от фирмата производител готовите платки и се заех за работа. Първо сглобих радиоприемника използвайки западните МЧ трансформатори за честотно-фазов детектор. С нетърпение включих захранването от 6V, един УКВ блок и нискочестотен усилвател. Радиото заработи прилежно и с кратка простичка настройка на дробния детектор със сигнал-генератор влезе в режим. Останах изключително доволен, защото сега вече можеше да тествам и други възможности, които са необходими за един ФМ радиоприемник като индикатор за силата на сигнала, индикатор за точната настройка и верига за АДЧ – автоматична донастройка на честотата. Оказа се, че двата усилвателя имат достатъчно голямо усилване и навлизат в ограничение още при слаби сигнали, поради което индикаторът за силата на сигнала беше безполезен. Но поради това, че постояннотоковата съставна при дробния детектор е равна на нула при точна настройка (все пак двете рамена на честотния детектор са симетрични и противоположни), индикаторът за точна настройка работеше безупречно.

Това ме обнадежди, тъй като същата съставна се използва за АДЧ и за целта просто трябваше да я отведа до варикапа. Естествено, заиграването продължи дълго за да поччувствам свежестта на звука, който се получава след детектирането. Простичко: само два диода и няколко кондензатора и резистора, без никакъв активен елемент!

След като се наситих на новата играчка, продължих с АМ частта на радиото. Набързо намерих подходяща осцилаторна бобина 330 µH и променлив кондензатор 2 х 140 pF, които свързах на предвиденото на платката място. Феритната антена, също стандартна е с индуктивност 680 µH. Единствения междинночестотен трансформатор, служещ за товар на смесителя е и съгласуващ трансформатор, чийто изход е натоварен с ПКФ със съсредоточена селективност на 455 kHz. Ако се използва фабричен би следвало да бъде с жълта капачка. След като сглобих АМ частта, включих радиоприемника на АМ, в случая Средни вълни и след кратка настройка вече имах АМ-ФМ радиоприемник с ретро функции.

Но преди да ви покажа снимките на радиото, вижте изглед от графичния оригинал на платката:

Както виждате тя се състои от две части, които могат да се куплират една с друга. На горната платка са монтирани феритната антена, съответните елементи за донастройка и превключвател СВ-ДВ. Обхватът на ДВ се реализира чрез допълнителна намотка на феритната антена, а за осцилаторния кръг чрез добавяне на група кондензатори. Обхватът Дълги вълни не е показан на принципната схема.

А ето и общия изглед на радиоприемника:

С втората платка тествах еквивалентната ИС AN7218, чийто честотен детектор изпълних с ЧМ трансформатори от руския радиоприемник "Сокол-308". Ето нейния графичен оригинал:

Наредих на платката всички елементи и не очаквах никакви изненади, тъй като, както казах в началото, платките са почти идентични. Но-о-о, оказа се че това радио не издаваше нито звук, дори шум. Разочарован го захвърлих. Обикновено в подобни ситуации изчаквам да ме озари "музата". Минаха няколко дни и се заех отново с проекта. Съмненията ми бяха в интегралната схема AN7218, но просто я преместих автоматично на работещия радиоприемник и се оказа, че тя си е в ред. Върнах я отново на тестваната платка и тогава реших да тествам ФМ частта стъпало по стъпало. Замених втория усилвател с най-обикновен транзисторен усилвател, който реализирах на обемен монтаж. С това се убедих, че честотния детектор работи безупречно. Вече имах причина да търся повреда. След няколко измервания на съпътстващите елементи се оказа, че един от керамичните кондензатори в захранването на първичната намотка на детектора е пълен проводник – тоест късо съединение. Смених го, но нищо не се промени. Тогава споделих с приятел и той изказа съмнения в използваните филтрови кондензатори в захранването на интегралната схема. Отново започнах измервания, но не намерих никаква индикация за това. Тогава той ме посъветва да използвам многослойни вместо керамични. Но скритата част на идеята ми беше да използвам ретро компоненти. И все пак включих в паралел на керамичния кондензатор един многослоен и представете си, радиото моментално просвири. Разбираемо, извадих керамичния кондензатор от платката и първото ми съмнение че надписът 473, т.е. 47 nF е грешен и стойността вероятно е по-малка. Включих L-C метъра и започнах измерването на стойността му. Но това предположение се оказа невярно. Превключвайки обхватите минах и през измерване на индуктивност, където показанието реагира! Оказа се, че това кондензаторче е пълен изолатор. Извадих от кутийката над 100 броя които имах и измерих всеки един поотделно. Останах разочарован – с изключение на около тридесет, всички други кондензатори бяха прекъснати. Наложи се да ги изхвърля. Тогава поставих нов керамичен кондензатор и едва тогава продължих с останалата част от радиоприемника.

Независимо, че в този експеримент използвах еквивалента AN7218 и ЧМ трансформатори от "Сокол-308" се получи едно твърде добро радио за АМ и ФМ. За УКВ блок отново използвах един от моите блокове, реализиран с интегрална схема BVR-01 и три-секционен променлив кондензатор RFT. Надявам се скоро да ви представя този УКВ блок, отличаващ се с доста добри параметри. Но ето радиоприемника:

Естествено беше след като завърших двете части на този проект са направя сравнение в различни комбинации на свързване. При всички експерименти използвах едно и също захранващо напрежение и един и същи УКВ блок, за който споменах по-горе. Оказа се, че на слух, тоест приемане на радиостанции, с малки изключения и двете интегрални схеми работят отлично. Малките изключения са: определн свист на УКВ при AN7218. За да избегна субективизма, размених местата на двете интегрални схеми µPC1018C и AN7218. Сега вече дори и на слух имаше макар и малка разлика, но в обхватана АМ – леко самовъзбуждане към по-високите честоти. Тогава вече преминах към използването на сигнал генератор и осцилоскоп. Разбира се, че имаше разлика в чувствителността както на УКВ, така и на АМ. Разликата на УКВ беше минимална – ако с първата платка тя беше 6 µV, то с втората: 8 µV. Съвсем достатъчно за градски условия. Подобно беше ситуацията и за АМ, но тук има един много съществен въпрос, а именно използвания АМ МЧ трансформатор за АМ детекктор – индуктивност, импеданс, частично включване със отвод и прочее. Наложи се да сменя няколко, които съм демонтирал от стари радиоприемници измервайки съпротивлението на всеки, докато след две-три смени намерих подходящия.

Този начин на тестване е твърде неблагодарен, но при липсата на подходящи елементи е единственият. Няколкократната подмяна на един и същи елемент може да доведе до разпадане на опроводяването. Но за сега това не се случи.

Ето последната редакция на платката върху която извърших тестовете:

Архив [zip,pcb][20kb]

Все пак, тези експерименти показаха онова, което всеки знае – всяка схема трябва предварително да бъде изчислена: коефициент на усилване, коефициент на натоварване, импеданс на товара, прочее. С проста замяна на елементи от различни производители винаги е възможно да се получат разлики, дори при еквивалентни схеми и части.

Извод: Интегралните схеми работят безупречно, постигат зададените параметри и с тях може да се изгради едно качествено радио (особено когато се спазват техническите им параметри).

µPC1018C е широко използвана в радиоприемниците на Grundig, Philips и SONY.


Справочни данни:
1. AN7218 [pdf][279kb]
2. µPC1018C [pdf][852kb]